Bardziej wydajne silniki lotnicze, niższe koszty pracy i wpływ na środowisko
W ramach projektu E-BREAK opracowano bardziej zaawansowane, lżejsze komponenty silników lotniczych, charakteryzujące się zwiększoną odpornością na wysokie temperatury i ciśnienie. Poprzez dalszą optymalizację możliwości silnika w zakresie pracy w różnych warunkach lotu (obejmujących start, przelot i lądowanie) i różnych warunkach pogodowych, w ramach projektu E-BREAK zwiększono również wydajność wewnętrznych podsystemów, takich jak systemy uszczelniające, a także poprawiono dokładność, zmniejszono wagę i zwiększono obciążalność urządzeń silnikowych. Zwiększanie wydajności podsystemów poprzez poprawę niezawodności silników za pomocą konserwacji zapobiegawczej W ramach działań mających na celu zwiększenie wydajności i niezawodności silników opracowano mniejsze rdzenie silników, które pracują szybciej i przy większej temperaturze oraz w wyższych zakresach ciśnienia, a także wymagają konserwacji w mniejszym zakresie. Podczas gdy wcześniejsze projekty skupiały się na podstawowych technologiach silnikowych, projekt E-BREAK powstał w odpowiedzi na ewolucję podsystemów silnikowych, która musi dostosować się do nowych ograniczeń kluczowych technologii. Jak wyjaśnia dr Manuel Silva, koordynator projektu E-BREAK: — Silnik jest jak układanka. Poprawiając wydajność jednej części należy mieć świadomość, w jaki sposób wpłynie to na pozostałe. Ogólne opracowane systemy wspomagające, które nazywamy enablerami technologii, umożliwiają dalszą wydajną i bezproblemową współpracę części w różnych rodzajach silników lotniczych pomimo wprowadzonych zmian. Przykładowymi enablerami technologii są układy chłodnicze oleju i powietrza, służące do kontroli temperatury. Aby osiągnąć ciąg, samolot musi wykorzystać większość strumienia masy wlotowej powietrza. Jednocześnie wykorzystuje powietrze, aby uniemożliwić przegrzanie oleju, które mogłoby doprowadzić do uszkodzenia silnika. Zespół projektu E-BREAK opracował bardziej wydajne technologie uszczelniania układów chłodniczych oleju i powietrza w celu dalszego zwiększenia ogólnej wydajności silników przy bardzo wysokich ciśnieniach. W ramach projektu E-BREAK opracowano również inne kluczowe innowacje. Na przykład zwiększenie wydajności powłok ściernych, znajdujących się pomiędzy elementami silnika, które ocierają się o siebie i w związku z tym podatne są na degradację. Przykładem takiego elementu jest materiał znajdujący się pomiędzy końcówkami łopatek i ich obudową. Projekt przyniósł również znaczący przełom w kwestii redukcji masy silnika poprzez zastosowanie lżejszych łopatek turbiny, wykonanych z nowego międzymetalicznego stopu glinianu tytanu. Pomimo, że właściwości tego stopu od zawsze były obiecujące, jego przetwarzanie było skomplikowane. Zespół projektowy zoptymalizował konstrukcję i produkcję łopatek po zbadaniu właściwości stopu i jego wydajności podczas lotu. Innym osiągnięciem projektu E-BREAK jest system monitorowania żywotności, który przewiduje zużycie komponentów silnika. System ten wykorzystuje czujniki oraz zaawansowane algorytmy, aby dokładnie wskazać miejsce występowania problemu. Wcześniej, ponieważ lokalizacja awarii była często nieznana, inżynierowie zapobiegawczo wymieniali wiele różnych części. System E-BREAK redukuje czas przestoju samolotu, wynikający z konieczności dokonania napraw, zmniejszając tym samym ogólne koszty konserwacji oraz straty będące konsekwencją takich przestojów. Przede wszystkim zwiększa również ogólne bezpieczeństwo poprzez dokładną identyfikację problemów. Działania na rzecz realizacji celów Rada Konsultacyjna w Zakresie Badań Aeronautycznych w Europie (Advisory Council for Aeronautics Research in Europe - ACARE) ustaliła ze cel 50% redukcję emisji CO2 na pasażera na kilometr, a także zmniejszenie emisji NOX o 80% oraz ograniczenie SFC, wskaźnika efektywności zużycia paliwa przez silnik lotniczy, o 15 do 20%. Projekt E-BREAK stanowi część większej inicjatywy finansowanej ze środków UE, której celem jest redukcja emisji poprzez ulepszanie silników lotniczych. Inicjatywa ta obejmuje również projekty LEMCOTEC, NEWAC, DREAM, VITAL i ENOVAL. Wspólnie projekty te zredukują emisje CO2 branży lotniczej o 21 do 32% oraz obniżą emisje NOX nawet o 65 do 70% w zależności od wielkości silnika. Jak podsumowuje dr Silva: — Wyniki projektu E-BREAK są kluczowymi krokami w stronę zapewnienia zgodności nowej generacji podsystemów silnikowych ze zwiększonymi ograniczeniami silników przyszłości w kwestii temperatury, ciśnienia i masy w celu osiągnięcia celów ustalonych przez ACARE. Poprzez te działania branża lotnicza oraz osoby, którym służy mogą spodziewać się jeszcze bardziej wydajnych, niezawodnych i bezpiecznych podróży lotniczych, które będą mniej szkodliwe dla planety Ziemia.
Słowa kluczowe
E-BREAK, konserwacja zapobiegawcza, najważniejsze technologie silnikowe, enablery technologii, systemy chłodzenia oleju i powietrza, powłoki ścierne, glinian tytanu, stop międzymetaliczny
